Печки с водяными контурами для отопления дома

Принцип работы печи для дома с водяным отоплением заключается в нагреве теплоносителя в процессе сгорания топлива. После этого он распространяется по трубопроводу, от которого тепло отдается в окружающее пространство.

Теплообменник находится внутри печки. Использовать устройство можно в качестве главного источника тепла или дополнительного. Причем аппарат обеспечивает не только отопление, но и горячее водоснабжение. Такая печь более рационально использует и распределяет тепло.

Общие сведения об устройстве печей

Ранее в частных домах рассчитывались и монтировались гравитационные водяные системы, не требующие установки циркуляционных насосов. В них даже предусматривалась возможность нагрева воды для ГВС с помощью дополнительного змеевика, устанавливаемого в расширительный бак открытого типа. В качестве примера на фото представлена схема такой системы.

Система отопления с печью

1 — печь для отопления дома с водяным отоплением; 2, 4 – соответственно, обратный и подающий трубопроводы; 3 — приборы отопления; 5 — труба для перелива; 6 — открытый расширительный бак; 7 – уравнивающий бачок; 8 – водопровод; 9, 10 – соответственно, трубы холодной и горячей воды; 11 – стояк подающий; 12 – стояк обратный.

Подобные схемы по сей день актуальны ввиду своей энергонезависимости, а потому имеют право на жизнь. В более современных схемах применяется принудительная система циркуляции с насосом, таких схем существует множество и подбирать их следует индивидуально для каждого конкретного случая.

С давних времен печное отопление действовало только в тех помещениях здания, в которых непосредственно находился источник тепла. Печкой обогревались 2—3 комнаты, куда выходили ее нагретые поверхности, а остальные помещения нагревались по остаточному принципу, за счет поступающего в них теплого воздуха.

С появлением систем, использующих для транспортировки и передачи тепловой энергии воду, традиционные печи для обогрева дома претерпели некоторую модернизацию. Она заключалась в том, что в печку начали встраивать теплообменник, наполненный водой, нагреваемой в процессе ее нагревания.

Теплообменники, используемые для этой цели, бывают двух видов:

  • змеевик, сваренный из стальных труб;
  • полый теплообменник из листового металла коробчатой формы.

Нагревательный элемент устанавливается внутрь источника тепла тоже двумя способами:

  • Непосредственно в камеру сгорания, при этом нагрев теплоносителя осуществляется напрямую от пламени в топке.
  • В систему газоходов, отбирая теплоту от проходящих по ним раскаленных дымовых газов.

Схема подключения печи к системе отопления

Производительности теплообменника должно быть достаточно для компенсации тепловых потерь здания. Потребность в тепловой энергии определяется укрупненно, из расчета, что на 10 м2 площади требуется 1 кВт мощности нагревателя. Последний можно тоже подобрать укрупненно, руководствуясь таким правилом: 1 м2 площади поверхности змеевика или коробчатого нагревателя, установленного непосредственно в топку, вырабатывает 7 кВт энергии. Если же он расположен в газоходах и теплоноситель в системе прогревается продуктами сжигания, то мощность принимается меньше в 2 раза.

Примечание. Как правило, водяная система отопления устраивается только в той части здания, куда не выходят поверхности нагрева самой печи. В остальной части дома действует прямой печной обогрев.

Водогрейный котел

Для лучших показателей, применяют специально разработанные отопительно-варочные дровяные печи. У таких печей обогрев происходит снизу, а вверху в топливник плиты установлен водогрейный котел водяного отопления.

Печи с водяным отоплением имеют целый ряд достоинств перед другими способами обогрева дома. Даже при сильном морозе для прогрева помещений плиту достаточно протопить два раза.

Принцип работы

Прогрев помещений дома отопительно-варочными печами происходит в перерыве между топками, радиаторы в это время остывают и отдают тепло несколько часов. КПД при этом заметно повышается, достигая 80-85 %. Улучшения достигнуты за счет лучшего съема тепла, изменения конструкции котла, это позволило значительно развить площадь его рабочей поверхности, хотя сами габаритные размеры остались без изменения.

Отходящие дымовые газы имеют большую температуру. Проходя через котел, они со всех сторон усиленно окутывают его поверхности, не мешая прогреваться внутренним стенкам нижней отопительной камеры. Стенки накапливают тепло, а когда между топками образуется перерыв, около шести/восьми часов, начинают поддерживать температуру водяного котла.

Данный тип отопления оптимально подходит для обогрева дома небольших размеров, комфортная температура достигается двухразовой топкой.

Тогда дровяное отопление значительно экономит топливо, чем при обычном использовании печки длительного горения, иногда в два раза. Оно даже эффективнее отопления заводскими водяными котлами непрерывного действия.

Принцип установки и работы системы

Схема водяного отопления двухэтажного дома на дровах


Комбинированная система отопления частного дома

В топку устанавливают котел, подсоединяют к нему две трубы — по одной идет подача горячей воды, которая направляется через расширительный бачок в систему, другая возвращает к регистру воду обратно. Таким образом, происходит циркуляция воды в системе за счет силы гравитационного закона.

Часто для хорошей циркуляции устанавливают небольшие, но мощные насосы. Такой насос обычно устанавливают на возвращающую воду трубу (обратка), этот способ особенно эффективен, когда протапливается крупное помещение, что позволяет поддерживать температуру на всех участках системы практически одинаковой.

Печка с теплообменником: как сделать водяное отопление от печи

С помощью традиционного печного отопления, можно достаточно эффективно протапливать небольшие помещения без внутренних перегородок, примыкающих к стене, в которую оно вмонтировано. Недостатком такой системы является то, что циркуляция теплого воздуха ограничена стенами.

Интенсивность нагрева комнат зависит от степени отдаленности от печки. Использовать такой вариант для отопления жилого дома или коттеджа в несколько этажей не представляется возможным.

Для увеличения производительности некоторые хозяева решают установить водяной контур в уже существующую или еще строящуюся печку или камин. Как сделать водяное отопление от печи? Какие преимущества и недостатки имеет такое решение?

Монтаж водяного отопления от печи

Существует два основных способа сделать водяное отопление с помощью печи. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

    Сложить печку с водяным контуром . Готовая печь имеет высокий КПД 85-90%. Практически все получаемое тепло используется по назначению для нагревания теплоносителя. Процент неиспользуемого остатка тепловой энергии незначителен.
    Недостатком такой системы является необходимость постоянного контроля над горением топлива и циркуляции жидкости в системе отопления. Перегрев теплоносителя в данном случае может привести к взрыву контура. Чтобы снизить вероятность закипания жидкости сделать водяное отопление от печки рекомендуют с использованием трубы не меньше 5 см в разрезе.

  • Установить водяной контур в уже построенную печь . Этот вариант не требует больших материальных затрат на переоборудование. Недостатком такого решения является ограничения в размерах связанные с объемом топочной камеры. Во время монтажа обязательным является соблюдение рекомендаций относительно диаметра используемой трубы.
  • Что необходимо учитывать при монтаже водяного контура

    Единственным существенным недостатком того чтобы сделать водяное отопление с помощью печки заключается в опасности перегревания контура. Поэтому при его монтаже необходимо учитывать следующие рекомендации:

      Контур для печи. Лучше всего либо приобрести готовый регистр, либо заказать его в мастерской по обслуживанию печного оборудования. Мастер, который специализируется на этом, сможет произвести правильный замер и изготовить наиболее подходящий водяной контур.

    Читайте также  Антресоль над дверью

    Толщина труб. Для теплообменника лучше всего использовать толстостенные трубы от 3-5 мм. Эта толщина является оптимальной, чтобы не допустить перегрева системы и одновременно поспособствовать быстрому нагреву теплоносителя.

  • Зазор между стенкой и регистром. Этот фактор также способствует тому, чтобы водяной контур не перегревался, и для его работы было достаточно воздуха. Вполне достаточно будет оставить зазор в 1 см. толщиной. Этот же принцип необходимо учитывать, если необходимо встроить в печь теплообменник.
  • Для изготовления регистра лучше всего использовать качественный металлопрокат. Использование термостойких труб позволяет избежать их прогорания. В дальнейшем устранение такой неисправности приведет к демонтажным работам, что связано с существенными затратами.

    Дополнительное оборудование для печного отопления

    Недостатками встраивания в печь теплообменника является вероятность закипания жидкости в водяном контуре во время топки помещения. Чтобы избежать этого, рекомендуется установить циркуляционное оборудование, которое способствует равномерному распределению тепла по всему зданию. Кроме него потребуется также установить:

      ИБП . Такое устройство помогает обеспечить циркуляционный насос достаточным количеством электроэнергии. Это может понадобиться в случае общего отключения электричества.

  • Байпас . Устройство позволяет использовать естественную или принудительную циркуляцию в зависимости от наличия электроэнергии. Последние модели такого оборудования позволяют автоматически переключать режим. Этот блок особенно необходим, если в кирпичную печь сделать водяное отопление.
  • Согласно статистике встроить в печь котёл водяного отопления более выгодно, чем использовать некоторые модели твердотопливного оборудования. К тому же, пользоваться ей достаточно удобно, особенно если у нее есть варочная поверхность или духовой шкаф.

    Правильно изготовленный и установленный контур позволяет снизить риск перегрева, в остальных вопросах печь с водяным контуром или регистром более эффективный метод обогрева жилых помещений, чем твердотопливный котел.

    Печное отопление с теплоносителем

    Очень удачной вариацией традиционного печного отопления считается система с водяным контуром. Она успешно сочетает в себе достоинства водяного и печного отопления, что позволяет ей равномерно и рационально распределять тепло по помещению. При этом такая система способна обогревать одновременно несколько комнат.

    Устройство печи с водяным котлом

    Печь, использующаяся в такой системе, работает по типу твердотопливного котла. Однако в отличие от него она нагревает не только теплоноситель, но и собственные стенки и дымовые каналы, которые так же участвуют в обогреве помещения. Таким образом печное отопление с водяным контуром обеспечивает передачу тепла к радиаторам только в процессе топки. Однако разогретая поверхность печи излучает тепло до полного остывания.

    Схема работы печного отопления с водяным контуром — простая однотрубная система

    Регистр: назначение и устройство

    Основное конструктивное отличие печи для отопления с теплоносителем – наличие так называемого регистра или теплообменника или змеевика. Так называют деталь, установленную в топливнике, по которой циркулирует теплоноситель. Именно к ней подключается традиционная система водяного отопления.

    Конструкция детали может быть самой разнообразной, главное, чтобы она обеспечивала максимальную из всех возможных температур находящегося в ней теплоносителя и не препятствовала постоянной и равномерной его циркуляции.

    Форма регистра может быть различной и, скорее всего, его вам придется делать на заказ

    Для изготовления регистра используется листовая сталь толщиной от 3 до 5 мм или металлические трубы. Большой популярностью пользуются теплообменники из листовой стали, которая достаточно проста в обработке. Кроме того такие изделия относительно легко очистить от продуктов сгорания. Основной недостаток – небольшая площадь нагрева, что их невыгодно отличает от регистров, выполненных из металлических труб. Чаще всего змеевики изготавливаются по заказу, под определенную модель и размеры печи. В некоторых случаях их даже можно сделать самостоятельно.

    Достоинства комбинированной отопительные системы

    • Экономичность системы. Строительство печи или переоборудование уже готовой не потребует серьезных финансовых вложений, и как отопительный прибор она не нуждается в сложном и дорогом обслуживании.
    • Можно совместить печь с камином и получить не только отопительный прибор, но и уникальный декоративный элемент, который может стать главной достопримечательностью интерьера.

    Внешний вид печи может быть выбран владельцем дома

    • В доме создается особый уют и атмосфера, которую можно создать только с помощью этого живого способа отопления.
    • Сравнительно высокий КПД. Если печь сложена грамотным специалистом по хорошей схеме, ее производительность будет достаточно высокая, вплоть до 60% в сравнении, например, с жидкотопливным котлом.

    Плюсы и минусы

    Перед тем как купить отопительную печь с водяным контуром, прежде всего необходимо ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами агрегата.

    Плюсы

    • эстетический внешний вид. Установки могут быть и металлического типа, и кирпичные, но все без исключения идеально впишутся в интерьер частного дома.
    • обогрев всей площади. Устройство, если оно спроектировано правильно, в состоянии отопить весь коттедж.
    • обширный функционал. Агрегат не только выполняет отопительные функции. С его помощью возможно обогревать теплый пол, а также, установив варочную панель, готовить пищу прямо на огне.
    • бюджетное, доступное топливо. Топливом служат дрова, уголь или торф. Это настоящая находка для хозяев участков, где пока нет доступа к магистральному газу.
    • энергонезависимость, если система с естественной циркуляцией. В этом случае нет необходимости в циркуляционном насосе, а значит и в электроэнергии.
    • Высокий КПД. Если сравнивать с отоплением от обычных каминов на дровах, без водяного контура.
    • тепло распределяется равномерно. Даже в дальних помещениях.
    • малые габариты. Чугунные или стальные печи с водяным отоплением длительного горения могут обладать весьма скромными габаритами. Их необязательно размещать в больших помещениях.
    • система греет и с помощью радиаторов, и помощью конвекции.
    • металлическая наружная поверхность установок не нагреваются интенсивно. Речь о чугунных и стальных моделях.

    Минусы

    • отсутствует автоматизация. Придется вручную обслуживать агрегат: загружать топливо, вычищать золу.
    • низкая эффективность в холодном климате. Если ваш дом расположен в северных широтах, то только этой установки для отопления комнат будет недостаточно. Рекомендуется совместно с электрическими обогревателями.
    • Риск проникновения в комнату угарного газа.
    • Агрегат пожароопасен.

    Выбор печи с водяным контуром

    Выбор печи с водяным контуром имеет свои особенности. Здесь мы опустим вопрос расчета и сооружения кирпичной печи с теплообменником – выполнить самостоятельно весь комплекс довольно проблематично, лучшим решением будет приглашение специалистов в этой сфере. Причем строительство кирпичной печи рекомендуется изначально с теплообменником – с нуля, потому что встроить потом теплообменный аппарат не просто – это проблематично в монтаже, может внести изменения в технические и тепловые характеристики самой печи.

    Что касается металлических печей, то здесь лучше обратиться к изделиям промышленного производства. Они обладают более привлекательным внешним видом, изготовлены из качественных материалов, в любом случае имеют больший КПД по сравнению с самодельными.

    Тепловая мощность заводских изделий указана в паспортах оборудования. Здесь нужно обратить внимание на разделение мощности. Суммарная мощность делится на 2 части – производительность теплообменника и конвективно-лучевая мощность корпуса печи. Например, для печи мощностью 20 кВт она может составлять 12 кВт для корпуса и 8 кВт для теплообменника.

    Читайте также  Подставочный профиль

    От разделения мощности зависит будущая конфигурация системы отопления – размещение печи, мощность и количество радиаторов. При этом печь выступает мощным отопительным прибором и размещается обычно в самом большом помещении. Мощность теплообменника распределяется по отдельным приборам отопления.

    Печи с водяным контуром – рациональное решение по улучшению характеристик классической печи. Модернизация позволяет более качественно отапливать помещения, снизить потребление топлива. Выбор и установка этого оборудования зависят от желания владельца частного дома, доступности и стоимости топлива, требуемого функционала и режима работы оборудования.